探究聚烯烃生产过程优化策略研究

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1、浙江大学博士学位论文聚烯烃生产过程优化策略研究姓名：王天普申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：李伯耿20030701内容摘要随着市场全球化的发展，激烈的竞争使石油化工企业面临着生产规模、经济效益、产品品种、质量和环境保护等多方面的严峻挑战，企业要想在市场竞争中立于不败之地，必须提高自身的竞争能力，变粗放、外延型生产为集约、内涵型，提高生产效率、改进产品质量、优化资源配置，提高生产过程的柔性，以适应快速多变的市场要求。为实现这一目的，在企业的经营、管理、生产、控制、设计等各个方面推行最优化技术是最主要的手段之一。按大系统多级递阶及分解协调的思想考察一个典型的石油化工企业，其

2、生产经营活动在纵向功能上可分解成企业的经营决策、计划管理、生产调度、操作优化、过程控制等多个层次，最优化工作即在此多个层次上展开。本文针对聚烯烃生产过程这一重要的石化行业，按上述大系统、多层次的思想，研究最优化生产计划问题、最优化生产调度问题和生产装置的晟优化牌号切换操作问题，建立相关的数学模型，确定相关的最优化策略，以便有助于发展形成聚烯烃行业最优化技术的整体解决方案。本文的主要研究内容和取得的成果包括：1．对气相法流化床聚乙烯生产工艺的质量变量和操作变量进行了较全面的分析，阐述了乙烯气相聚合的反应机理，建立了描述聚合产品质量的瞬时指标模型和累积指标模型，利用实际生产数据求出

3、了产品质量模型的相关参数，并进行实验验证，为最优牌号切换的研究和最优调度策略研究奠定基础；2．建立了HDPE牌号切换过渡态广义动态模型，进行了HDPE牌号切换过渡态操作优化命题分析，运用现代变分法原理建立了HDPE牌号切换过渡态操作的约束优化模型：3．运用混合整数规划理论建立了多牌号产品多生产线最佳负荷分配命题，运用动态规划理论建立了单线多牌号生产的总过渡料最少和总过渡时间最短生产最优排序命题，针对某塑料厂的实际生产数据进行了上述诸命题的求解；4．针对聚烯烃生产企业的实际生产、经营情况，分析了相应的决策变量、目标函数的选择和约束条件的构成，运用多目标规划理论建立聚烯烃企业的最优

4、生产计划研究命题，根据实际生产数据对最优生产计划进行了求解，得到较为深刻的理论结果。关键词：聚烯烃生产，优化策略，牌号切换，生产调度ABSTRACTTheoptimalstrategiesofoperatingandschedulingforapolyolefinplantwerestudiedbymethodsofthemulti—levelsanddecomposition—coordination．Theactivitiesofmanufactureandmanagementweredecomposedintomanagementstrategy，planning，man

5、agementdispatch，operationoptimization，andprocesscontr01．Theoptimizationresearchesweregivenonthecomplicatedsystemwiththemulti—levels．Followingworkandachievementsaremainlyincluded：1)Qualityvariablesandoperationvariablesofthemanufactureprocessofpolyethylenebythegas-phasefluidizedbedwerecomprehe

6、nsivelyanalyzed．Mechanismforthegas—phasepolymerizationwasdescribed．Themodelsofbothinstantaneousandcumulativequalityindexesoftheproductswereestablishedandparametersofthosemodelsweredeterminedbyrunningofthepolymerizationprocess．2)Ageneralizeddynamicmodelwasproposedforthegradechangeoverofhighde

7、nsitypolyethylene(HDPE)．AcomprehensiveanalysisWasgivenforoptimizingtheoperationintheperiodoftransition，andthemodelforoptimizingnmningwithsomerestrictionswaspresentedbaseduponprinciplesofthemodemcalculusofvariations．3)Thetheoryofthemix—integerprogra